§ 1 光的偏振状态
一, 线偏振光
E
播传 方 向
振 动 面
·
面对光的传播方向看
线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解
EEy
Ex
y
x? ?
?
s i n
cos
EE
EE
y
x ??
第五章 光的偏振
定义,光矢量 E在垂直与其
传播方向的平面内，只沿一
个固定的方向振动。
线偏振光的表示法：
· · · ··
光振动垂直板面 光振动平行板面
二, 自然光
没有优势方向 自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直
的, 等幅的, 不相干的线偏振光 。
yx EE ? yx III ??
自然光的表示法,·· ·
三, 部分偏振光
部分偏振光的分解
?
部分偏振光
部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的,
不等幅的, 不相干的线偏振光 。
部分偏振光的表示法：
·· ·· ··
平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强
··
§ 2 偏振片的起偏和检偏, 马吕斯定律
一, 起偏
? 起偏的原理, 利用某种光学的不对称性
? 起偏,从自然光获得偏振光
? 起偏器, 起偏的光学器件
非偏振的自然光 I0 线偏振光 I
P
偏振化方向
(透振方向 )
02
1 II ?
二, 马吕斯定律
?I0 IP
PE0
?
E=E0cos?
,2 0 0 EI ?
?20 co sII ?
0m a x0 III ???,?
02 ?? I，??
? 偏振片的起偏
?? 马吕斯定律 （ 1809）
—— 消光
?2 2 0 2 c o s EEI ??
···
三, 检偏
用偏振器件分析、检验光的偏振态
I
P
待检光
思考：
? I不变 ?？是什么光
? I变，有消光 ?？是什么光
? I变，无消光 ?？是什么光
偏振片 P2
自然光
偏振片 P1
偏振化方向
起偏 检偏
I0
01 2
1 II ?
?202 c o s21 II ?
?
例,两个偏振片，一个作起偏一个作检偏。当它们
的偏振化方向分别为 观察两束
自然光。
求：观察到的两束自然光强之比。
0201 60,30 ?? ??
解,经起偏器后的光强
01 2
1 II ?
经检偏器后的光强
2
2
02 c o s2
1 ?II ???
1
2
02 c o s2
1 ?II ??
? ?
? ? 32/1
2/3
60c o s
30c o s
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2
2
02
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2
2
1
2
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I
I
偏振片 P2
自然光
偏振片 P1
偏振化方向
起偏 检偏
I0
1I 2I
?
§ 3 反射和折射光的偏振
一, 反射和折射时光的偏振
i = i0 时，反射光为线偏振光
i 0 — 布儒斯特角 或 起偏角
— 布儒斯特定律 (1812年 )211
20tg n
n
ni ??
·
·
··
·· ·
n1
n2
i i
r
·
自然光反射和折射
后产生部分偏振光
·
·· ··n
1
n2
i0 i0
r0
线偏振光
··S
起偏振角
· · ·
二, 玻璃片堆起偏
起偏
当 i =i0时 ·
·· ·· ······· i0
(接近线偏振光 )
· · ···· ···· ···
玻璃片堆
§ 4 光在晶体中的传播,双折
射
···
方解石
o
e
一, 双折射的概
念1,双折射,一束光射入
各向异性介质时，折射光
分成两束。
n1
n2
i
ro
re(各向异
性媒质 )
自然光
o光
e光
2.寻常光 (o光 )和非寻常光（ e光）
o光, 遵从折射定律 ornin s i ns i n 21 ?
e光, 一般不遵从折射定律
)t a n(
s i n
s i n tco n sc
r
i
e
?
e光折射线也不一定在入射面内。
···
光垂直照
射到晶体
上
e
?
?
o
晶体旋转
3,晶体的光轴
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时 不发生双
折射, 该方向称为晶体的 光轴 。
例如，方解石晶体 (冰洲石 ) A
B
光轴
102°
? 光轴是一特殊的方向,凡平行
于此方向的直线均为光轴 。
单轴晶体,只有一个光轴的晶体
双轴晶体,有两个光轴的晶体
4,主平面和主截面
主平面,晶体中光的传播方向与晶体
光轴构成的平面 。
e光光轴
e光的
主平面
o光光轴
o光的
主平面
··
··
主截面,晶体表面的法线与晶体光
轴构成的平面 。
第五章结束
一, 线偏振光
E
播传 方 向
振 动 面
·
面对光的传播方向看
线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解
EEy
Ex
y
x? ?
?
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cos
EE
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第五章 光的偏振
定义,光矢量 E在垂直与其
传播方向的平面内，只沿一
个固定的方向振动。
线偏振光的表示法：
· · · ··
光振动垂直板面 光振动平行板面
二, 自然光
没有优势方向 自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直
的, 等幅的, 不相干的线偏振光 。
yx EE ? yx III ??
自然光的表示法,·· ·
三, 部分偏振光
部分偏振光的分解
?
部分偏振光
部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的,
不等幅的, 不相干的线偏振光 。
部分偏振光的表示法：
·· ·· ··
平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强
··
§ 2 偏振片的起偏和检偏, 马吕斯定律
一, 起偏
? 起偏的原理, 利用某种光学的不对称性
? 起偏,从自然光获得偏振光
? 起偏器, 起偏的光学器件
非偏振的自然光 I0 线偏振光 I
P
偏振化方向
(透振方向 )
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二, 马吕斯定律
?I0 IP
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? 偏振片的起偏
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—— 消光
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···
三, 检偏
用偏振器件分析、检验光的偏振态
I
P
待检光
思考：
? I不变 ?？是什么光
? I变，有消光 ?？是什么光
? I变，无消光 ?？是什么光
偏振片 P2
自然光
偏振片 P1
偏振化方向
起偏 检偏
I0
01 2
1 II ?
?202 c o s21 II ?
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例,两个偏振片，一个作起偏一个作检偏。当它们
的偏振化方向分别为 观察两束
自然光。
求：观察到的两束自然光强之比。
0201 60,30 ?? ??
解,经起偏器后的光强
01 2
1 II ?
经检偏器后的光强
2
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偏振片 P2
自然光
偏振片 P1
偏振化方向
起偏 检偏
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?
§ 3 反射和折射光的偏振
一, 反射和折射时光的偏振
i = i0 时，反射光为线偏振光
i 0 — 布儒斯特角 或 起偏角
— 布儒斯特定律 (1812年 )211
20tg n
n
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·
·
··
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n1
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·
自然光反射和折射
后产生部分偏振光
·
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n2
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线偏振光
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起偏振角
· · ·
二, 玻璃片堆起偏
起偏
当 i =i0时 ·
·· ·· ······· i0
(接近线偏振光 )
· · ···· ···· ···
玻璃片堆
§ 4 光在晶体中的传播,双折
射
···
方解石
o
e
一, 双折射的概
念1,双折射,一束光射入
各向异性介质时，折射光
分成两束。
n1
n2
i
ro
re(各向异
性媒质 )
自然光
o光
e光
2.寻常光 (o光 )和非寻常光（ e光）
o光, 遵从折射定律 ornin s i ns i n 21 ?
e光, 一般不遵从折射定律
)t a n(
s i n
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e光折射线也不一定在入射面内。
···
光垂直照
射到晶体
上
e
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o
晶体旋转
3,晶体的光轴
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时 不发生双
折射, 该方向称为晶体的 光轴 。
例如，方解石晶体 (冰洲石 ) A
B
光轴
102°
? 光轴是一特殊的方向,凡平行
于此方向的直线均为光轴 。
单轴晶体,只有一个光轴的晶体
双轴晶体,有两个光轴的晶体
4,主平面和主截面
主平面,晶体中光的传播方向与晶体
光轴构成的平面 。
e光光轴
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主平面
o光光轴
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主平面
··
··
主截面,晶体表面的法线与晶体光
轴构成的平面 。
第五章结束
